专利名称：一种低铽含量铝酸盐绿粉的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种铽激发的铝酸盐绿粉的制备方法，特别涉及一种低铽含量铝酸盐
绿粉的制备方法。
背景技术：
铽激发的铝酸盐绿粉的化学组成为C MgAlnO^Tlva， (0. 6《a < 1)，是三基色荧 光灯中常用的绿粉之一，其最佳配比为Ce。.wMgAlnO^Tb。^。铽元素是这种荧光粉的激发元 素，是这种绿粉中不可缺少的元素。 现有铝酸盐绿粉的合成基本采用高温固相法，稀土离子均匀分布在基质的表面和 内部，这样需要使用较多的铽元素。稀土氧化铽的价格昂贵，使得现有多铝酸盐绿粉的价格 居高不下，增加了荧光灯的成本。如减少多铝酸盐绿粉中铽含量，绿粉的价格固然会有所下 降，但是同样的，荧光粉发光性能也会大幅度的降低。人们一直在寻求一种在保持荧光粉的 发光性能基本不变，制备低铽含量多铝酸盐绿粉的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种保持铝酸盐绿粉发光性能基本不变的低铽含量多铝 酸盐绿粉的制备方法。 本发明所采取的技术方案是一种低铽含量铝酸盐绿粉的制备方法，其特征在于 包括以下步骤 1)按所要制备的铝酸盐荧光粉组成，取含相应摩尔比例的铈、镁、铝的化合物，采 用高温固相法烧结，研磨得到不含铽的铝酸盐粉体A ; 2)按所要制备的铝酸盐荧光粉组成，取含相应摩尔比例的Tb离子溶液，在搅拌状 态下将粉体A倒入Tb离子溶液中，再用碱性溶液调节Tb离子溶液pH值至溶液呈碱性，使 Tb离子沉淀在粉体A的表面； 3) Tb离子完全沉淀后，将溶液抽滤、干燥，得到疏松粉体B ; 4)将粉体B放入坩埚中，在弱还气氛保护下，在1300-160(TC还原2_6个小时，取 出自然冷却，研磨得到目标产物。 优选的，调节pH值的碱性溶液为无金属离子的碱性溶液。 本发明的有益效果是由本发明方法制备的低铽含量铝酸盐绿粉，铽元素集中在 粉体的表面层，粉体内部基本没有铽元素，这样大大降低了铝酸盐绿粉中铽元素的使用量， 实现数据表明，铽含量可降低10 40%，但是荧光粉的发光性能仅降低1 5%，大大降低 了铝酸盐绿粉的成本，提高了产品的性价比。
图1是本发明实施例4的XRD图； 图2是本发明实施例4和对比例1的发射光谱图。
具体实施例方式
下面结合实例，进一步说明本发明。 实施例1 Ceo.80MgAln019:Tb0.20 1)取氧化铈3. 581g，氧化镁1. 049g，氧化铝14. 582g，氟化镁0. 096g，在研钵中研 磨一个小时后，放入坩埚中，在160(TC的马弗炉中煅烧7个小时后，自然冷却，取出后研磨 半个小时，制得不含铽元素的粉体A ; 2)取氧化铽O. 972g，溶于盐酸中，配成0. 05mol/L的Tb离子溶液，将粉体A倒入 Tb离子溶液中，在搅拌状态下，缓慢加入2mol/L的氨水，将pH值调节到8. O，使Tb离子沉 淀在粉体A表面； 3)然后继续搅拌30分钟，再静置30分钟，使Tb离子完全沉淀，过滤、烘干，得到疏 松粉体B。 4)将该粉体放入坩埚中，在N295% /1125%的还原气氛中于145(TC的温度下反应3
个小时后，自然冷却到室温后取出，研磨10分钟后即得到目标荧光粉。 实施例2: Ceo.78MgAln019:Tb0.22 1)取氧化铈3. 490g，氧化镁1. 048g，氧化铝14. 575g，硼酸0. 191g，在研钵中研磨 一个小时后，放入坩埚中，在150(TC的马弗炉中煅烧6个小时后，自然冷却，取出后研磨半 个小时，制得不含铽元素的粉体A ; 2)取氧化铽1. 069g，溶于盐酸中，配成0. 05mol/L的溶液，将粉体A倒入Tb离子 溶液中，在搅拌状态下，加入lmol/L的尿素溶液25ml，然后将溶液加热到9(TC，使Tb离子 沉淀在粉体A表面； 3)恒温2小时，然后继续搅拌30分钟，再静置30分钟，使Tb离子完全沉淀，过滤、 烘干，得到疏松粉体B; 4)将该粉体B放入坩埚中，在N290% /H210%的还原气氛中于130(TC的温度下反
应4个小时后，自然冷却到室温后取出，研磨IO分钟后即得到目标荧光粉。 实施例3 : Ceo.75MgAln019:Tb0.25 1)取氧化铈3. 353g，氧化镁1. 047g，氧化铝14. 565g，氟化铝0. 569g，在研钵中研 磨一个小时后，放入坩埚中，在145(TC的马弗炉中煅烧5个小时后，自然冷却，取出后研磨 半个小时，制得不含铽元素的粉体A。 2)取氧化铽1. 214g，溶于硝酸中，配成0. 20mol/L的Tb离子溶液，将粉体A倒入 Tb离子溶液中，在搅拌状态下，缓慢加入1Omol/L的氨水，将pH值调节到9. 5，使Tb离子沉 淀在粉体A表面； 3)继续搅拌60分钟，再静置45分钟，使Tb离子完全沉淀，过滤、烘干，得到疏松粉 体B ; 4)将该粉体放入坩埚中，在N295% /1125%的还原气氛中于1525。C的温度下反应5 个小时后，自然冷却到室温后取出，研磨10分钟后即得到目标荧光粉。
实施例4 : CeojMgAlnO^Tboj 1)取氧化铈3. 126g，氧化镁1. 046g，氧化铝14. 547g，氟化锶0. 281g，在研钵中研 磨一个小时后，放入坩埚中，在140(TC的马弗炉中煅烧3个小时后，自然冷却，取出后研磨 半个小时，制得不含铽元素的粉体A ; 2)取氧化铽1. 455g，溶于盐酸中，配成0. 50mol/L的Tb离子溶液，将粉体A倒入 溶液中，在搅拌状态下，缓慢加入lmol/L的氨水，将pH值调节到7. 0，使Tb离子沉淀在粉体 A表面； 3)继续搅拌120分钟，再静置120分钟，使Tb离子完全沉淀，过滤、烘干，得到疏松 粉体B; 4)将粉体B放入坩埚中，在碳粉还原气氛中于160(TC的温度下反应6个小时后，
自然冷却到室温后取出，研磨10分钟后即得到目标荧光粉。 实施例5 : Ceo.73MgAln019:Tb0.27 1)取氧化铈3. 262g，氧化镁1. 047g，氧化铝14. 558g，氟化锂0. 377g，在研钵中研 磨一个小时后，放入坩埚中，在140(TC的马弗炉中煅烧4个小时后，自然冷却，取出后研磨 半个小时，制得不含铽元素的粉体A ; 2)取氧化铽1.310g，溶于盐酸中，配成0. 2mol/L的Tb离子溶液，将粉体A倒入Tb 离子溶液中，在搅拌状态下，缓慢加入4mol/L的氨水，将pH值调节到8. 5，使Tb离子沉淀在 粉体A表面； 3)继续搅拌90分钟，再静置90分钟，使Tb离子完全沉淀，过滤，烘干，得到疏松粉 体B ; 4)将粉体B放入坩埚中，在N295% /1125%的还原气氛中于138(TC的温度下反应5 个小时后，自然冷却到室温后取出，研磨io分钟后即得到目标荧光粉。
对比例1 : Ceo.MMgAlnO^Tboj取氧化铈2. 992g，氧化镁1. 046g，氧化铝14. 548g，氧化铽1. 061g，硼酸0. 202g，在 研钵中研磨一个小时后，放入坩埚中，在150(TC的马弗炉中煅烧4个小时后，自然冷却，取 出后研磨半个小时，然后将该粉体放入坩埚中，在&95% /1125%的还原气氛中于130(TC的 温度下反应4个小时后，自然冷却到室温后取出，研磨IO分钟后即得到目标荧光粉。
对比例2:
Ceo.83MgAln019:Tb0.17 1)取氧化铈3. 718g，氧化镁1. 049g，氧化铝14. 593g，氟化镁0. 202g，在研钵中研 磨一个小时后，放入坩埚中，在150(TC的马弗炉中煅烧8个小时后，自然冷却，取出后研磨 半个小时，制得不含铽元素的粉体A ; 2)取氧化铽O. 827g，溶于盐酸中，配成0. 1Omol/L的氯化铽溶液，将粉体A倒入溶 液中，在搅拌状态下，缓慢加入5mol/L的氨水，将pH值调节到9. 0，使Tb离子沉淀在粉体A 表面； 3)继续搅拌30分钟，再静置30分钟，使Tb离子完全沉淀，过滤，烘干，得到疏松粉体B ; 4)将粉体B放入坩埚中，在N295% /1125%的还原气氛中于130(TC的温度下反应2 个小时后，自然冷却到室温后取出，研磨io分钟后即得到目标荧光粉。
鉴于使用的助熔剂是本领域的常用助熔剂，本发明实施例中只列举其中的5种， 但是这并不意味着只能使用这5种助熔剂。 图1是本发明实施例4的XRD图，表征为铽激发的铝酸盐绿粉。 图2是本发明实施例4和对比例1的发射光谱图，图中，实线表示的是对比例1的
发射光谱图，虚线表示的是实施例4的发射光谱图，两者的区别很小。 上述各铽激发铝酸盐绿粉在波长为254nm的紫外线下激发，测得其发光亮度，实 验数据如表l。 表1 :铽元素使用降低量-发光性能变化表
编号铽元素使用降低量/%相对亮度
对比例10100
实施例139. 494. 7
实施例233. 396. 1
实施例324. 297. 4
实施例49. 198. 7
实施例518. 298. 0
对比例248. 588. 5 由以上数据分析可知，本发明中铽元素的使用量较常规方法减少40%以下时，荧 光粉的发光性能没有多大的变化，只降低了不到5% ;铽元素使用量减少超过40%后，荧光 粉发光性能有较大程度的降低，不利于商用。故本发明中，铽元素的使用减少量应在40 %以 下。
权利要求
一种低铽含量铝酸盐绿粉的制备方法，其特征在于包括以下步骤1)按所要制备的铝酸盐荧光粉组成，取含相应摩尔比例的铈、镁、铝的化合物，采用高温固相法烧结，研磨得到不含铽的铝酸盐粉体A；2)按所要制备的铝酸盐荧光粉组成，取含相应摩尔比例的Tb离子溶液，在搅拌状态下将粉体A倒入Tb离子溶液中，再用碱性溶液调节Tb离子溶液pH值至溶液呈碱性，使Tb离子沉淀在粉体A的表面；3)Tb离子完全沉淀后，将溶液抽滤、干燥，得到疏松粉体B；4)将粉体B放入坩埚中，在弱还气氛保护下，在1300-1600℃还原2-6个小时，取出自然冷却，研磨得到目标产物。
2. 根据权利要求1所述的一种低铽含量铝酸盐绿粉的制备方法，其特征在于在制备 粉体A的时候加入助熔剂。
3. 根据权利要求2所述的一种低铽含量铝酸盐绿粉的制备方法，其特征在于助熔剂 使用量为制备粉体A的固体原料总重量的0. 5 3%。
4. 根据权利要求2所述的一种低铽含 包括MgF2、 BaF2、 A1F3、 SrF2、 H3B03、 LiF。
5. 根据权利要求1所述的一种低铽含 溶液为水溶性铽盐溶液。
6. 根据权利要求4所述的一种低铽含 铽盐包括氯化铽、硝酸铽。
7. 根据权利要求1所述的一种低铽含 值的碱性溶液为无金属离子的碱性溶液。
8. 根据权利要求5所述的一种低铽含 金属离子的碱性溶液包括氨水、尿素溶液。量铝酸盐绿粉的制备方法，其特征在于助熔剂 量铝酸盐绿粉的制备方法，其特征在于Tb离子量铝酸盐绿粉的制备方法，其特征在于水溶性 量铝酸盐绿粉的制备方法，其特征在于调节PH 量铝酸盐绿粉的制备方法，其特征在于所述无
全文摘要
本发明公开了一种低铽含量铝酸盐绿粉的制备方法。本发明中，先制备不含铽的粉体，再在粉体上沉淀Tb元素，然后再将粉体在还原气氛下高温反应得到组分为CeaMgAl11O19:Tb1-a的铝酸盐绿色荧光粉。由本发明方法制备的铝酸盐绿粉中，铽含量可降低10～40％，而相对亮度仅降低1～5％，有效地降低了铽激发铝酸盐绿粉的生产成本，提高了其性价比。
文档编号C09K11/80GK101701153SQ20091030987
公开日2010年5月5日 申请日期2009年11月17日 优先权日2009年11月17日
发明者万国江, 刘宗淼, 徐燕 申请人:江门市科恒实业股份有限公司